CH713898A1 - Roulement à billes pour pièce d'horlogerie. - Google Patents

Roulement à billes pour pièce d'horlogerie. Download PDF

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CH713898A1
CH713898A1 CH00789/17A CH7892017A CH713898A1 CH 713898 A1 CH713898 A1 CH 713898A1 CH 00789/17 A CH00789/17 A CH 00789/17A CH 7892017 A CH7892017 A CH 7892017A CH 713898 A1 CH713898 A1 CH 713898A1
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bearing
damper
central
intermediate ring
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CH00789/17A
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Laager Alain
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Mps Micro Prec Systems Ag
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Abstract

L’invention concerne un roulement à billes (1) pour pièce d’horlogerie, le roulement (1) comprenant une pluralité de billes, une bague intérieure engagée dans une bague extérieure (5), lesdites billes étant logées entre la bague intérieure et la bague extérieure (5). La bague intérieure est en deux parties et comprend une bague centrale (10) et une bague intermédiaire (4). Un amortisseur (11) est engagé entre ces deux parties, pour amortir les vibrations causées par le roulement des billes. L’invention concerne également un procédé de montage d’un roulement (1) selon l’invention. L’invention concerne en outre une suspension de masse oscillante comprenant un roulement (1) selon l’invention ainsi qu’un mouvement pour montre automatique comprenant une telle suspension.

Description

Description
Domaine technique [0001] La présente invention concerne un roulement à billes pour pièce d’horlogerie et un mouvement comprenant ledit roulement à billes. L’invention concerne également un procédé de montage d’un roulement selon l’invention, une suspension de masse oscillante comprenant un roulement selon l’invention ainsi qu’un mouvement pour montre automatique comprenant une telle suspension.
Etat de la technique [0002] Dans les mouvements de montre automatique, la rotation de la masse oscillante permet d’armer le ressort du barillet pour fournir de l’énergie au mouvement. Le mouvement de rotation de la masse oscillante est effectué grâce à un roulement à bille.
[0003] La rotation des billes sur les zones de roulage génère des vibrations sous formes d’ondes acoustiques qui se propagent favorablement dans les matériaux durs comme les métaux. Généralement, le roulement est fixé sur la platine ou le pont par une ou des vis. Ainsi, les vibrations se propagent depuis la bague intérieure au travers de la fixation vers les autres composants du mouvement horloger qui propagent les vibrations sonores à l’intérieur de la boîte.
[0004] Ces vibrations peuvent également être ressenties par le porteur de la montre puisque certaines vibrations sont émises à des fréquences audibles.
[0005] On connaît des dispositifs anti-vibrations appelés «silent blocks» (marque déposée) qui sont des blocs de matière élastique, typiquement du caoutchouc. Ces silent blocks isolent une machine du sol pour que les vibrations ne soient pas transmises au bâtiment. Les silent blocks sont également utilisés dans le même but dans l’automobile. Cependant, ces dispositifs sont relativement volumineux et n’ont donc pas été employés en horlogerie.
[0006] On connaît en outre des roulements à billes sous et sur lesquels des joints toriques ont été placés afin de suspendre élastiquement le roulement entre, par exemple, la tête de vis et le pont. Ces joints toriques n’ont pas de fonction antivibratoire mais sont utilisés pour protéger le roulement des chocs (dispositif antichocs). Dans cette configuration le roulement est, en général, centré sur le pied-vis ou par l’intermédiaire d’un diamètre de centrage ce qui propagera les vibrations dans le mouvement.
[0007] Par exemple, un dispositif antichoc est décrit dans le document CH 704 012. Ce document décrit un roulement à billes pour une masse oscillante comprenant une bague intérieure et une bague extérieure. Le roulement est monté sur la platine du mouvement en insérant la bague intérieure autour d’un tenon chassé sur un canon du mouvement. La position axiale de la bague intérieure est maintenue grâce à un premier joint torique entre la bague intérieure et la tête du tenon, et un deuxième joint torique entre la bague intérieure et la platine. Les joints toriques servent d’antichoc afin d’absorber les déplacements de la masse et du roulement selon l’axe de rotation du roulement. Le jeu entre le tenon et la bague intérieure du roulement est très faible, de l’ordre de quelques centièmes de mm, en sorte que ces deux composants sont mis en contact au moins lors de chocs. Les vibrations sonores causées par le frottement des billes sont alors transmises de manière intermittente au reste du mouvement. Il en résulte un sifflement intermittent qui est presque encore plus gênant qu’un bruit continu. Par ailleurs, le montage du roulement autour du tenon est délicat. Le bruit dépend des tolérances de fabrication de ces deux éléments, ainsi que de celles du joint, et n’est donc pas maîtrisé par le fabricant du roulement à billes.
[0008] Ainsi, il existe un besoin de fournir un roulement à billes qui permette d’atténuer les vibrations sonores dans un mouvement, indépendamment de la façon dont ce roulement est monté.
Bref résumé de l’invention [0009] Un but de la présente invention est de proposer un roulement à billes qui permette de lutter contre la propagation des vibrations générées par le roulement vers les autres composants du mouvement, en particulier les vibrations générées par le déplacement des billes.
[0010] Selon l’invention, ce but est atteint notamment au moyen d’un roulement à billes pour pièce d’horlogerie, le roulement comprenant une pluralité de billes, une bague intérieure engagée dans une bague extérieure, lesdites billes étant logées entre la bague intérieure et la bague extérieure, caractérisé en ce que la bague intérieure comporte deux parties concentriques, un amortisseur de vibrations étant logé entre ces deux parties.
[0011] Dans un roulement à billes, le déplacement des billes génère des vibrations qui se propagent à travers la bague extérieure et la bague intérieures vers l’axe de rotation du roulement. La solution selon la présente invention présente notamment l’avantage par rapport à l’art antérieur de fournir un roulement dans lequel la propagation des vibrations est interrompue.
[0012] Cette solution permet de réaliser un roulement à bille qui intègre directement l’amortisseur de vibrations. La qualité de l’amortissement ne dépend donc pas du montage du roulement dans le mouvement, ni des tolérances de pièces externes au roulement.
[0013] Le roulement intégrant son amortisseur et les deux parties de la bague intérieure forme de préférence un ensemble qui peut être déplacé et assemblé sans se démonter; tous les éléments du mouvement assemblé tiennent ensemble, même lorsque le roulement n’est pas monté dans le mouvement. Le roulement à bille forme ainsi un système indépendant qui peut être fabriqué, distribué, stocké et assemblé sans se démonter, même en cas de chocs.
[0014] Avantageusement, le roulement selon l’invention est d’un seul tenant: l’utilisateur qui souhaite monter un roulement qui comporte un amortisseur peut le faire en utilisant uniquement un roulement selon la présente invention, sans avoir besoin d’autre pièce d’amortissement. Il visse le roulement sur la platine ou le pont du mouvement, sans avoir besoin de positionner par exemple un joint au préalable ou après le montage du roulement.
[0015] La partie de la bague intérieure de plus grand diamètre sera appelée la bague intermédiaire. La partie de plus petit diamètre sera appelée la bague centrale.
[0016] La distance entre la paroi externe de la bague centrale et la paroi interne de la bague intermédiaire est de préférence supérieure ou égale à 10 microns, afin d’assurer que ces deux parties ne se touchent jamais, même en cas de chocs.
[0017] L’amortisseur est de préférence engagé dans un logement usiné dans la paroi interne de la bague intermédiaire et dans la paroi externe de la bague centrale.
[0018] L’amortisseur assure un espacement continu entre la bague centrale et la bague intermédiaire. En d’autres termes, il n’y a jamais de contact entre la bague intermédiaire et la bague centrale, quelle que soit le mouvement dans lequel ce roulement est monté. Il y a toujours un écartement (ou espace) entre la bague centrale et la bague intérieure tout le long du pourtour de la bague centrale. L’amortisseur est positionné dans cet écartement. L’espace (ou espacement) n’est pas forcément constant, il peut arriver que l’amortisseur soit plus fortement comprimé sur une portion et moins comprimé sur une autre portion.
[0019] Dans un mode de réalisation, la présence de l’amortisseur empêche une extraction de la bague intermédiaire et de la bague centrale, et ce que le roulement soit monté dans un mouvement ou pris isolément.
[0020] Dans un mode de réalisation, la bague centrale est clipsée dans la bague intermédiaire par déformation élastique de l’amortisseur; alternativement la bague intermédiaire est clipsée sur la bague centrale par déformation élastique de l’amortisseur. Le terme «clipsé» signifie engager en force. Pour clipser la bague centrale dans la bague intermédiaire (première alternative de ce mode de réalisation), l’utilisateur exerce une pression sur la bague centrale ce qui comprime l’amortisseur entre la bague centrale et la bague intermédiaire. Lorsque la pression sur l’amortisseur est suffisante pour que l’amortisseur s’engage dans le logement, la bague centrale se clipse dans la bague intermédiaire. Ce raisonnement s’applique mutatis mutandis lorsque la bague intermédiaire est clipsée sur la bague centrale (deuxième alternative de ce mode de réalisation).
[0021] Dans un autre mode de réalisation le matériau amortisseur est coulé ou injecté par surmoulage entre la bague centrale et la bague intermédiaire.
[0022] Selon un mode de réalisation, la paroi externe de la bague centrale et la paroi interne de la bague intermédiaire comprennent chacune une gorge en vis-à-vis pour délimiter ledit logement. La gorge peut avoir différentes sections, par exemple une section en U, en U avec des bords évasés, en portion de cercle, etc.
[0023] Dans un mode de réalisation, le diamètre de la bague centrale est compris 0,0 mm et 50 mm, de préférence entre 2 mm et 10 mm, préférentiellement entre 2,1 et 2,7 mm.
[0024] Selon un mode de réalisation, le diamètre de la bague intermédiaire est compris entre 3,0 et 3,2 mm.
[0025] Dans un mode de réalisation, le diamètre extérieur de la bague extérieure est compris entre 6,88 et 6,89 mm.
[0026] Dans un mode de réalisation, le diamètre intérieur du roulement est compris entre 0 mm et 50 mm, de préférence entre 2 mm et 10 mm, préférentiellement entre 2,1 mm et 2,7 mm, et dans lequel le diamètre extérieur du roulement est compris entre 1 mm et 50 mm, de préférence entre 2 mm et 10 mm, préférentiellement entre 6,5 mm et 7,5 mm.
[0027] Dans le domaine des roulements à billes, le diamètre intérieur correspond au diamètre intérieur de la bague intérieure, prévu pour le passage de la vis/du pied vis. Le diamètre intérieur correspond au diamètre intérieur de la bague centrale quand le roulement comprend une bague centrale. Le diamètre extérieur du roulement correspond au diamètre extérieur de la bague extérieure.
[0028] Dans un mode de réalisation, la bague intérieure peut comporter plusieurs trous de passage de vis, par exemple 3 trous de passage de vis. Dans ce cas, la bague intérieure peut avoir un diamètre intérieur de 0 mm.
[0029] Selon un mode de réalisation, l’amortisseur est constitué de matière choisi parmi les polymères élastomères, de préférence du caoutchouc par exemple les caoutchoucs EPDM, les matières plastique, de préférence les matières thermoplastiques, les résine époxyde.
[0030] Les bagues intérieure et extérieure du roulement selon l’invention peuvent être réalisées en métal, en acier ou en alliage d’aciers, en alliage cuivreux, ou en céramique.
[0031] Selon un mode de réalisation, les billes sont en métal, en alliage ou en céramique, par exemple en zircone.
[0032] Dans un mode de réalisation, le roulement comprend une cage. La cage permet de contrôler l’espacement des billes dans le chemin de roulement.
[0033] Dans un mode de réalisation, chaque bille est maintenue entre la bague intérieure et la bague extérieure par au moins trois points de contact, de préférence quatre points de contact. Lorsque chaque bille est maintenue par quatre points de contact, cela permet d’améliorer la stabilité axiale du roulement.
[0034] L’invention concerne également un procédé de montage d’un roulement à billes pour pièce d’horlogerie selon l’invention, le procédé comprenant: i) Monter la bague intermédiaire dans la bague extérieure ou inversement, de façon à disposer les billes entre la bague intérieure et la bague extérieure; ii) Engager la bague centrale dans la bague intermédiaire ou inversement, en intercalant l’amortisseur entre la bague centrale et la bague intermédiaire.
[0035] Ainsi, le montage du roulement selon l’invention est facilité par rapport au roulement de l’art antérieur.
[0036] Dans un mode de réalisation, l’amortisseur est intercalé en clipsant la bague centrale dans la bague intermédiaire par déformation élastique de l’amortisseur ou en clipsant la bague intermédiaire sur la bague centrale par déformation élastique de l’amortisseur. Pour assembler le roulement, la bague centrale est engagée dans la bague intermédiaire, ou la bague intermédiaire est montée sur la bague centrale. L’assemblage des bagues intermédiaire et centrale est facilité par les propriétés élastiques de l’amortisseur qui est déformable par compression. L’amortisseur est comprimé pour être inséré dans le logement et il retrouve ses dimensions après assemblage. L’assemblage peut ainsi se faire par engagement en force, c’est-à-dire parclipsage.
[0037] Selon un mode de réalisation, l’amortisseur est intercalé par coulé ou injecté par surmoulage entre la bague centrale et la bague intermédiaire. Ce mode de réalisation est avantageux lorsqu’il s’agit de monter un roulement de petit diamètre, par exemple de 3 mm de diamètre. Pour les petits diamètres, il peut être plus facile de monter des roulements selon l’invention par moulage ou surmoulage que par clipsage.
[0038] L’invention concerne aussi une suspension de masse oscillante comprenant un roulement à billes selon l’invention et une masse oscillante.
[0039] L’invention concerne en outre un mouvement pour montre automatique comprenant une suspension selon l’invention.
[0040] Les modes de réalisations décrits pour le roulement selon l’invention s’appliquent mutatis mutandis au procédé, à la suspension et au mouvement selon l’invention, et vice versa.
Brève description des figures [0041] Un exemple de mise en oeuvre de l’invention est indiqué dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles:
La fig. 1 illustre une vue en coupe axiale d’un roulement selon un premier mode de réalisation de l’invention.
La fig. 2 est une vue éclatée de la fig. 1.
Exemple(s) de mode de réalisation de l’invention [0042] Les fig. 1 et 2 représentent un mode de réalisation d’un roulement à billes 1 selon invention. Cependant, l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation.
[0043] Le roulement 1 est un roulement pour suspension de masse oscillante. Le roulement 1 peut être vissé sur le pont 20 ou sur une platine (non représentée) par une vis 2 insérée dans un pied vis taraudé 3 fixé (chassé) dans le pont 20 ou la platine. Ce pied-vis peut être également usiné directement dans le pont 20 ou dans la platine.
[0044] Le roulement comprend une bague intérieure 10+11+4 + 22 engagée dans une bague extérieure 5. Les bagues extérieure 5 et intérieure 4+ 22+ 10 sont en acier. La bague extérieure 5 a un diamètre sur denture de 6,89 mm, le diamètre d’ajustement de la bague intérieure un diamètre de 2,175 mm. Des billes 6 sont logées dans le chemin de roulement 7 entre la bague intérieure 22 + 4 et la bague extérieure 5. Les billes 6 sont en contact en quatre points de contact avec les bagues. Les billes 6 sont en acier ou en céramique.
[0045] La bague intérieure 10 + 4 est en deux parties concentriques, et comporte ainsi une bague intermédiaire 4 et une bague centrale 10 de plus petit diamètre. Les billes roulent contre la bague intermédiaire 4.
[0046] La bague intermédiaire 4 comprend une partie supérieure 8 qui recouvre partiellement les billes 6 et le cône 22 une partie inférieure 9 qui supporte les billes 6 lorsque le roulement 1 est horizontale. La bague intermédiaire 4 et le cône 22 sont assemblés par soudage laser, ou chassés.
[0047] [La bague centrale 10 est destinée au centrage et à la fixation du roulement 1 sur le mouvement. Le roulement 1 est glissé autour du pied-vis 3, solidaire du pont 20 ou de la platine, et est verrouillé axialement par la tête de la vis 2 contre le pont 20 ou la platine.
[0048] La bague intérieure 10 + 4 comporte en outre un amortisseur annulaire 11 entre la bague centrale 10 et la bague intermédiaire 4. Cet amortisseur 11 permet d’absorber les vibrations causées notamment par le roulement des billes 6, et d’éviter qu’elles ne soient transmises au mouvement.
[0049] L’amortisseur annulaire 11 est un anneau déformable élastiquement qui court le long de la bague centrale 10. Dans ce mode de réalisation, l’amortisseur 11 est constitué de caoutchouc.
[0050] La bague intermédiaire 4 comprend une paroi interne 12 orientée vers l’axe de rotation A du roulement et une paroi externe 13 orientée vers la bague extérieure 5. La bague centrale 10 comprend une paroi interne 14 orientée vers l’axe de rotation A du roulement et une paroi externe 15 orienté vers la bague intérieure.
[0051] Dans ce mode de réalisation, la paroi externe de la bague centrale 15 et la paroi interne de la bague intermédiaire 12 comprennent chacune une gorge 16,17 en vis-à-vis pour délimiter un logement 18 dans lequel est inséré l’amortisseur 11. Les gorges 16, 17 sont usinées dans les parois. Les gorges 1617 ont une section de forme polygonale.
[0052] Dans le roulement 1 selon l’invention, la bague centrale 10 est montée dans la bague intermédiaire 4, la bague intermédiaire 4 est-elle même montée dans la bague extérieure 5.
[0053] Le roulement 1 est d’un seul tenant, c’est-à-dire monobloc, dans le sens où la bague centrale 10, l’amortisseur 11, les bagues extérieures 5 et intermédiaire 4 et 22 et les billes 6 sont tous solidaires entre eux, ils forment un ensemble d’un seul tenant qui peut être soulevé et même secoué sans se démonter.
[0054] Dans un mode de réalisation, la bague extérieure 5 comprend une denture 19 pour engrener avec les rouages et un diamètre d’ajustement de la masse 23 permettant de chasser et sertir la planche de la masse (non représentée). La bague extérieure 5 est mobile en rotation pour permettre la rotation de la masse oscillante et l’armement du ressort de barillet du mouvement (non représenté). La bague intermédiaire 4 et la bague centrale 10 sont elles fixes et solidaires de la platine ou du pont via la vis 2.
Numéros de référence employés sur les figures [0055] A Axe de rotation du roulement 1 Roulement à billes 2 Vis 3 Canon ou pied vis 4 Bague intermédiaire 5 Bague extérieure 6 Billes 7 Chemin de roulement 8 Partie supérieure de la bague intérieure 9 Partie inférieure de la bague intérieure 10 Bague centrale 11 Amortisseur annulaire 12 Paroi interne de la bague intérieure 13 Paroi externe de la bague intérieure 14 Paroi interne de la bague centrale 15 Paroi externe de la bague centrale 16 Rainure de la bague centrale 17 Rainure de la bague intérieure 18 Logement 19 Denture 20 Pont 21 Taraudage 22 Cône 23 Diamètre d’ajustement de la masse

Claims (16)

Revendications
1. Roulement à billes (1) pour pièce d’horlogerie, le roulement (1) comprenant une pluralité de billes (6), une bague intérieure engagée dans une bague extérieure (5), lesdites billes (6) étant logées entre la bague intérieure et la bague extérieure (5), caractérisé en ce que la bague intérieure comporte deux parties concentriques (10, 4), une première dite partie formant une bague intermédiaire (4), la deuxième dite partie formant une bague centrale (10), un amortisseur de vibrations (11) étant logé entre ces deux parties.
2. Roulement selon la revendication 1, la distance entre la paroi externe de la bague centrale (10) et la paroi interne de la bague intermédiaire (4) est supérieure ou égal à 10 microns.
3. Roulement selon l’une des revendications 1 ou 2, formant un ensemble qui peut être déplacé et assemblé sans se démonter, l’amortisseur (11) empêchant une extraction de la bague intermédiaire (4) et de la bague centrale (10).
4. Roulement (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la bague centrale (10) est clipsée dans la bague intermédiaire (4) par déformation élastique de l’amortisseur (11) ou dans lequel la bague intermédiaire (4) est clipsée sur la bague centrale (10) par déformation élastique de l’amortisseur (11).
5. Roulement (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel l’amortisseur (11) est coulé ou injecté par surmoulage entre la bague centrale (10) et la bague intermédiaire (4).
6. Roulement (1) selon l’une des revendications 1 à 5 dans lequel la paroi externe de la bague centrale (15) et la paroi interne de la bague intermédiaire (13) comprennent chacune une gorge (16,17) en vis-à-vis pour délimiter un logement (18) dans lequel ledit amortisseur est logé.
7. Roulement (1) selon l’une des revendications 1 à 6 dans lequel le diamètre intérieur du roulement (1) est compris entre 0 mm et 50 mm, de préférence entre 2 mm et 10 mm, préférentiellement entre 2,1 mm et 2,7 mm, et dans lequel le diamètre extérieur du roulement (1) est compris entre 1 mm et 50 mm, de préférence entre 2 mm et 10 mm, préférentiellement entre 6,5 mm et 7,5 mm.
8. Roulement (1) selon l’une des revendications 1 à 7 dans lequel l’amortisseur (11) est constitué de matière choisi parmi les polymères élastomères, de préférence du caoutchouc par exemple les caoutchoucs EPDM, les matières plastique, de préférence les matières thermoplastiques, les résine époxyde.
9. Roulement (1) selon l’une des revendications 1 à 8 dans lequel la bague centrale (10), la bague intermédiaire (4) et la bague extérieure (5) sont en métal, en acier ou en alliage d’aciers, en alliage cuivreux, ou en céramique.
10. Roulement(l) selon l’une des revendications 1 à 9 dans lequel les billes (6) sont en céramique ou en acier.
11. Roulement (1) selon l’une des revendications 1 à 10 dans lequel chaque bille (6) est en contact avec la bague intermédiaire (4), le cône (22) et la bague extérieure (5) en quatre points de contact.
12. Procédé de montage d’un roulement à billes (1) pour pièce d’horlogerie selon l’une des revendications 1 à 11, le procédé comprenant: - i) Monter la bague intermédiaire (4) dans la bague extérieure (5) ou inversement, en disposant les billes (6) entre la bague intermédiaire (4) et la bague extérieure (5); - ii) Engager la bague centrale (10) dans la bague intermédiaire (4) ou inversement, en intercalant l’amortisseur (11) entre la bague centrale (10) et la bague intermédiaire (4).
13. Procédé selon la revendication 12 dans lequel l’amortisseur est intercalé en clipsant la bague centrale (10) dans la bague intermédiaire (4) par déformation élastique de l’amortisseur (11) ou en clipsant la bague intermédiaire (4) sur la bague centrale (10) par déformation élastique de l’amortisseur (11).
14. Procédé selon la revendication 12 dans lequel l’amortisseur (11) est coulé ou injecté par surmoulage entre la bague (10) centrale et la bague intermédiaire (4).
15. Suspension de masse oscillante comprenant un roulement à billes (1) selon l’une des revendications 1 à 11 et une masse oscillante.
16. Mouvement pour montre automatique comprenant une suspension selon la revendication précédente.
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